JP6274096B2 - ロータコアの加熱方法、および加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロータコアの加熱方法、および加熱装置に関し、特にロータコアに対して誘導加熱を行う技術に関する。

従来、電動機の回転子を製造する工程においては、複数の円状鋼板を積層して成るロータコアと、シャフトとを、焼き嵌めによって固定している。詳細には、コイルを用いて、ロータコアに対して誘導加熱を行うことにより、ロータコアの中央に形成された貫通孔を拡径した後、当該貫通孔にシャフトを挿入している。

特許文献１には、ロータコアの外周側および内周側に、ロータコアと同軸となるように外周側コイルおよび内周側コイルを設け、当該２つのコイルによってロータコアに対して誘導加熱を行う技術が開示されている。

しかしながら、異なるサイズのロータコアに対して、所定寸法で作製された一種類のコイルを用いて誘導加熱を行うことを考えた場合、ロータコアのサイズが変わると、ロータコアの一部にコイルの磁束が集中するおそれがある。
例えば、図１２に示すように、ロータコアの軸方向寸法（鋼板の積層方向の長さ）が小さくなった場合、軸方向寸法が大きなロータコアに合わせたサイズのコイルによって誘導加熱を行うと、ロータコアの軸方向における端面に磁束が集中し（図１２におけるロータコアの上端面参照）、当該端面が磁束集中に起因する異常加熱によって変形するおそれがある。
なお、図１２における一点鎖線は、各コイルの磁束を示している。

そのため、種々のサイズ（軸方向寸法および外径）のロータコアに対して誘導加熱を行う場合には、ロータコアのサイズに対応したコイルを複数（ロータコアの種類数分）用意する必要がある。
ロータコアのサイズに応じて、コイルにおける電流が流れる範囲を変更するように制御を行う方法も考えられるが、ロータコアの軸方向における端面の異常加熱を抑制するために電流値を下げると、ロータコア全体の加熱時間が長くなる点で不利である。

特開２０１２−２４０２５４号公報

本発明は、種々のサイズのロータコアに対して、汎用的に誘導加熱を実施可能な技術を提供することを課題とする。

本発明に係る加熱方法は、複数の円状鋼板を積層して成り、その中央に、前記鋼板の積層方向に沿って、シャフトが挿通されるシャフト孔が形成される円筒状のロータコア、に対して誘導加熱を行う加熱方法であって、誘導加熱に用いられる、外周側コイルおよび内周側コイルを用意する工程と、前記外周側コイルの磁束、および前記内周側コイルの磁束を遮蔽する磁束遮蔽部材を用意する工程と、前記外周側コイルを、その内周が前記ロータコアの外周面に対向するように配置すると共に、前記内周側コイルを、その外周が前記ロータコアの内周面に対向するように前記シャフト孔内に配置する工程と、前記ロータコアにおける、前記鋼板の積層方向の少なくとも一方側に、前記ロータコアと所定の距離を空けて、前記磁束遮蔽部材を配置する工程と、を含む。

本発明に係る加熱方法において、前記磁束遮蔽部材は、前記ロータコアにおける、前記鋼板の積層方向の端面に当接する複数の脚部を有することが好ましい。

本発明に係る加熱方法において、前記外周側コイルの軸方向における一端部は、前記ロータコアにおける、前記一端部側の端面近傍であって、当該端面から突出しないような位置に配置され、前記外周側コイルの軸方向における他端部は、前記ロータコアにおける、前記他端部側の端面から突出するように配置され、前記磁束遮蔽部材は、前記ロータコアにおける前記他端部側に配置されることが好ましい。

本発明に係る加熱方法において、前記内周側コイルの軸方向における両端部は、前記ロータコアにおける、前記鋼板の積層方向の両端面から突出するように配置されることが好ましい。

本発明に係る加熱方法において、前記磁束遮蔽部材の昇温を抑制する昇温抑制手段を、少なくとも一つの前記磁束遮蔽部材に設ける工程を更に具備することが好ましい。

本発明に係る加熱方法において、前記昇温抑制手段は、前記外周側コイルの磁束、および前記内周側コイルの磁束を遮蔽する部材であり、前記磁束遮蔽部材を挟んで前記ロータコアの反対側に、前記磁束遮蔽部と所定の距離を空けて配置されることが好ましい。

本発明に係る加熱方法において、前記昇温抑制手段は、前記磁束遮蔽部材の表面から突出する複数の冷却フィンであることが好ましい。

本発明に係る加熱方法において、前記昇温抑制手段は、内部を冷媒が流動する冷却配管であり、前記磁束遮蔽部材の内部を巡るように延出することが好ましい。

本発明に係る加熱装置は、複数の円状鋼板を積層して成り、その中央に、前記鋼板の積層方向に沿って、シャフトが挿通されるシャフト孔が形成される円筒状のロータコア、に対して誘導加熱を行う加熱装置であって、誘導加熱に用いられる、外周側コイルおよび内周側コイルと、前記外周側コイルの磁束、および前記内周側コイルの磁束を遮蔽する磁束遮蔽部材と、を具備し、前記外周側コイルは、その内周が前記ロータコアの外周面に対向するように配置され、前記内周側コイルは、その外周が前記ロータコアの内周面に対向するように前記シャフト孔内に配置され、前記磁束遮蔽部材は、前記ロータコアにおける、前記鋼板の積層方向の少なくとも一方側に、前記ロータコアと所定の距離を空けて配置される。

本発明によれば、種々のサイズのロータコアに対して、汎用的に誘導加熱を実施できる。

本発明に係る加熱装置を示す図。 ロータコアと外周側コイルとの位置関係を示す図。 下治具または上側治具を示す図。 ロータコアを下側治具に載置する様子を示す図。 上側治具をロータコアに載置する様子を示す図。 ロータコアに対する誘電加熱時のコイルの磁束を示す図。 下治具を取り除いた場合のコイルの磁束を示す図。 ロータコアの位置を変更した場合のコイルの磁束を示す図。 昇温抑制手段としての磁束遮蔽板が設けられた加熱装置を示す図。 昇温抑制手段としての冷却フィンが設けられ加熱装置を示す図。 昇温抑制手段としての冷却配管が設けられ加熱装置を示す図。 ロータコアに対する従来の誘電加熱時のコイルの磁束を示す図。

以下では、図１〜図３を参照して、本発明に係る加熱装置の一実施形態である加熱装置１について説明する。
なお、以下では、説明の便宜上、図１における上下方向を加熱装置１の上下方向と定義する。

加熱装置１は、ロータコアＲに対して誘導加熱を行う装置である。
ロータコアＲは、電動機の回転子の一部を成す部材である。ロータコアＲは、複数の円状鋼板を上下方向に積層することによって作製され、その中央には、シャフトを挿通させるためのシャフト孔Ｒａが上下方向（鋼板の積層方向）に沿って形成されている。つまり、ロータコアＲは、円筒形状を有する。
ロータコアＲは、種々のサイズ（軸方向寸法（上下寸法）および外径）のものが存在する。なお、シャフト孔Ｒａの直径は、ロータコアＲの種類に関わらず一定である。

図１に示すように、加熱装置１は、外周側コイル１０と、内周側コイル２０と、下側治具３０と、上側治具４０と、複数の支持部材５０・５０・・・とを具備する。

外周側コイル１０は、誘導加熱に用いられるコイルである。
外周側コイル１０の内径は、全種類のロータコアＲのうち、最も大きい外径を有するロータコアＲの外径よりも大きく設定されており、外周側コイル１０は、ロータコアＲと同軸となるように、ロータコアＲの外周側に配置されている。つまり、外周側コイル１０は、ロータコアＲの種類に関わらず、外周側コイル１０の内周がロータコアＲの外周面に対向するように配置されている。
外周側コイル１０の軸方向寸法（上下寸法）は、全種類のロータコアＲのうち、最も大きい軸方向寸法を有するロータコアＲの軸方向寸法よりも大きく設定されている。図２に示すように、外周側コイル１０の下端は、ロータコアＲの下端面の位置（図２における直線Ｌ参照）と同じ、またはそれよりも若干上方に位置する。つまり、外周側コイル１０は、その下端部が、ロータコアＲの下端面近傍であって、ロータコアＲの下端面よりも下方に突出しない位置に配置されている。一方で、外周側コイル１０の上端部は、ロータコアＲの上端面よりも上方に位置している。

内周側コイル２０は、誘導加熱に用いられるコイルである。
内周側コイル２０の外径は、ロータコアＲのシャフト孔Ｒａの直径よりも小さく設定されており、内周側コイル２０は、ロータコアＲと同軸となるように、ロータコアＲの内周側に配置されている。つまり、内周側コイル２０は、その外周がロータコアＲの内周面と対向するように、シャフト孔Ｒａに挿入されている。
内周側コイル２０の軸方向寸法（上下寸法）は、全種類のロータコアＲのうち、最も大きい軸方向寸法を有するロータコアＲの軸方向寸法よりも大きく設定されており、内周側コイル２０は、その上下端部がロータコアＲの上下端面から突出する位置に配置されている。つまり、ロータコアＲの種類に関わらず、内周側コイル２０の上端部は、ロータコアＲの上端面よりも上方に位置し、内周側コイル２０の下端部は、ロータコアＲの下端面よりも下方に位置している。
内周側コイル２０の巻線ターン数は、外周側コイル１０の巻線ターン数よりも大きく設定されている。これは、コイルの径が小さければ小さい程、磁束が小さくなるので、外周側コイル１０よりも径の小さい内周側コイル２０の磁束を増加させて、内周側コイル２０による加熱が不充分となることを防止するためである。

下側治具３０は、外周側コイル１０および内周側コイル２０の磁束を遮蔽するための治具である。
図１および図３に示すように、下側治具３０は、磁束遮蔽板３１と、３つの脚部３２・３２・３２とを有する。
磁束遮蔽板３１は、平面視で円環状に形成された板材である。磁束遮蔽板３１は、誘導加熱によって加熱され難い素材、つまり、抵抗および透磁率が小さく、ロータコアＲの加熱時に変形または溶融などが起こらない素材（例えば、銅、アルミニウム、または金）から成る。磁束遮蔽板３１の内径は、ロータコアＲのシャフト孔Ｒａの直径と略同一に設定されている。磁束遮蔽板３１の外径は、全種類のロータコアＲのうち、最も大きい外径を有するロータコアＲの外径と略同一、又は当該外径よりも若干大きく設定されている。磁束遮蔽板３１は、その上端面と、ロータコアＲの下端面とが所定の距離離間するように、ロータコアＲの下方に配置されている。磁束遮蔽板３１は、脚部３２・３２・３２によってロータコアＲとの距離が一定に保たれている。
脚部３２は、磁束遮蔽板３１の上端面から上方に突出し、円柱状に形成されている。
３つの脚部３２・３２・３２は、磁束遮蔽板３１の上端面において、互いに周方向に等間隔で配置されている。３つの脚部３２・３２・３２は、それらの上端部がロータコアＲの下端面に当接することによって、ロータコアＲと磁束遮蔽板３１との距離を一定に保っている。

上側治具４０は、下側治具３０と同様に、外周側コイル１０および内周側コイル２０の磁束を遮蔽するための治具である。
上側治具４０は、磁束遮蔽板４１と、３つの脚部４２・４２・４２とを有する。
磁束遮蔽板４１は、磁束遮蔽板３１と略同様に構成されている。磁束遮蔽板４１は、その下端面と、ロータコアＲの上端面とが所定の距離離間するように、ロータコアＲの上方に配置されている。磁束遮蔽板４１は、脚部４２・４２・４２によってロータコアＲとの距離が一定に保たれている。
脚部４２は、磁束遮蔽板４１の下端面から下方に突出し、円柱状に形成されている。
３つの脚部４２・４２・４２は、磁束遮蔽板４１の下端面において、互いに周方向に等間隔で配置されている。３つの脚部４２・４２・４２は、それらの下端部がロータコアＲの上端面に当接することによって、ロータコアＲと磁束遮蔽板４１との距離を一定に保っている。

図１に示すように、支持部材５０は、上下方向に延出する棒材であり、下側治具３０を支持する。
複数の支持部材５０・５０・・・は、下側治具３０の周方向に沿って、互いに所定の間隔を空けて配置されており、それらの上端部が下側治具３０の磁束遮蔽板３１の下端面に固定されている。複数の支持部材５０・５０・・・は、それらの下端部が所定のアクチュエータに固定されており、当該アクチュエータによって上下方向に移動可能に構成されている。複数の支持部材５０・５０・・・の移動に伴い、複数の支持部材５０・５０・・・に固定された下側治具３０、下側治具３０上のロータコアＲ、およびロータコアＲ上の上側治具４０が上下方向に移動することとなる。

以下では、図４〜図８を参照して、加熱装置１を用いたロータコアＲの加熱工程について説明する。

図４に示すように、ロータコアＲの加熱工程においては、まず、複数の支持部材５０・５０・・・に固定された下側治具３０が、外周側コイル１０および内周側コイル２０の上端と略同じ位置となるように、前記アクチュエータを駆動させる。
次に、ロータコアＲを、下側治具３０と同軸となるように、下側治具３０の脚部３２・３２・３２に載置する。

続いて、図５に示すように、上側治具４０を、脚部４２・４２・４２がロータコアＲの上端面に接触するように、ロータコアＲ上に載置する。この時、上側治具４０をロータコアＲと同軸とする。
そして、外周側コイル１０の下端が、ロータコアＲの下端面の位置と同じ、またはそれよりも若干上方に位置するように（図１および図２参照）、前記アクチュエータによって複数の支持部材５０・５０・・・を下降させる。なお、複数の支持部材５０・５０・・・の更なる下降を抑制するメカストッパを設けることにより、簡易な構成でロータコアＲを適切な位置に移動させることができる。

続いて、図６に示すように、外周側コイル１０および内周側コイル２０に通電することによって、ロータコアＲに対して誘導加熱を行う。
なお、図６においては、説明の便宜上、外周側コイル１０および内周側コイル２０、下側治具３０および上側治具４０、ならびにロータコアＲのみを図示している。
また、図６における一点鎖線は、外周側コイル１０および内周側コイル２０の磁束を示している。

前述のように、内周側コイル２０は、その上下端部がロータコアＲの上下端面から突出する位置に配置されている。そのため、磁束の比較的小さい内周側コイル２０でも、ロータコアＲの内周面全域に磁束が及ぶこととなり、ロータコアＲを均等に加熱できる。

また、ロータコアＲの下側および上側には、それぞれ下側治具３０および上側治具４０が設けられている。そのため、下側治具３０の磁束遮蔽板３１、および上側治具４０の磁束遮蔽板４１が、それぞれロータコアＲの下端面および上端面に、外周側コイル１０および内周側コイル２０の磁束が及ぶことを抑制し、ひいてはロータコアＲの下端面および上端面が磁束集中に起因して異常加熱することを抑制する。

磁束遮蔽板３１および磁束遮蔽板４１は、ロータコアＲのサイズ（軸方向寸法および外径）が変わった場合でも、脚部３２・３２・３２および脚部４２・４２・４２によって、ロータコアＲとの距離が一定に保たれる。そのため、下側治具３０および上側治具４０を用いることにより、種々のサイズのロータコアに対して、汎用的に誘導加熱を実施できるのである。
なお、前述のように、磁束遮蔽板３１の上端面、およびロータコアＲの下端面は、互いに所定の距離離間し、磁束遮蔽板４１の下端面、およびロータコアＲの上端面は、互いに所定の距離離間している。
ここで、磁束遮蔽板３１とロータコアＲとの間、および磁束遮蔽板４１とロータコアＲとの間の「所定の距離」とは、ロータコアＲの下端面および上端面に、外周側コイル１０および内周側コイル２０の磁束が及ばず、かつ、ロータコアＲの外周面および内周面の全域に、外周側コイル１０および内周側コイル２０の磁束が及ぶような距離である。
下側治具３０の磁束遮蔽板３１の上端面と、ロータコアＲの下端面との距離、および上側治具４０の磁束遮蔽板４１の下端面と、ロータコアＲの上端面との距離が適切な距離よりも大きい場合は、ロータコアＲの下端面および上端面に、外周側コイル１０および内周側コイル２０の磁束が及ぶため、ロータコアＲの下端面および上端面が磁束集中に起因して異常加熱する。また、それらの距離が適切な距離よりも小さい場合は、ロータコアＲの外周面および内周面の全域に、外周側コイル１０および内周側コイル２０の磁束が及ばず、ロータコアＲが部分的に加熱不足となる。
本実施形態においては、ロータコアＲの誘導加熱に下側治具３０および上側治具４０を用いたが、これらに限定するものではない。下側治具３０の磁束遮蔽板３１、および上側治具４０の磁束遮蔽板４１は、それぞれ本発明に係る磁束遮蔽部材に相当しており、少なくとも本発明に係る磁束遮蔽部材に相当する部材が設けられていればよい。例えば、本実施形態においては、脚部３２・３２・３２および脚部４２・４２・４２によって、ロータコアＲと適切な距離を保っているが、脚部３２・３２・３２および脚部４２・４２・４２を設けずに、ロボットアームにより、ロータコアＲのサイズに応じて、磁束遮蔽板３１および磁束遮蔽板４１を適切な位置に移動する構成とすることも可能である。

なお、本実施形態においては、外周側コイル１０の下端が、ロータコアＲの下端面の位置と同じ、またはそれよりも若干上方に位置するように、ロータコアＲの位置を調整しているが、これに限定するものではない。
しかしながら、図７に示すように、外周側コイル１０の下端が、ロータコアＲの下端面の位置と同じ、またはそれよりも若干上方に位置していれば、下側治具３０を取り除いても、ロータコアＲの下端面に、外周側コイル１０および内周側コイル２０の磁束が殆ど及ばない。そのため、外周側コイル１０の下端が、ロータコアＲの下端面の位置と同じ、またはそれよりも若干上方に位置することが好ましい。
また、逆に、外周側コイル１０の上端が、ロータコアＲの上端面の位置と同じ、またはそれよりも若干下方に位置するように、ロータコアＲの位置を調整してもよい。この場合は、上側治具４０を取り除くことが可能となる。
このように、本発明においては、ロータコアの下方および上方の少なくとも一方に、磁束遮蔽部材を設ければよい。

また、図８に示すように、ロータコアＲの上端面が、外周側コイル１０の上端および内周側コイル２０の上端よりも下方に位置し、かつ、ロータコアＲの下端面が、外周側コイル１０の下端および内周側コイル２０の下端よりも上方に位置するように、ロータコアＲを移動させることも可能である。
この場合は、下側治具３０および上側治具４０の双方が設けられていれば、磁束遮蔽板３１および磁束遮蔽板４１によって、ロータコアＲの下端面および上端面に、外周側コイル１０および内周側コイル２０の磁束が及ぶことが抑制されるため、ロータコアＲの下端面および上端面が磁束集中に起因して異常加熱することがない。

なお、本実施形態においては、複数の支持部材５０・５０・・・を移動させることにより、所定の位置に固定された外周側コイル１０および内周側コイル２０に対するロータコアＲの位置を調整しているが、ロータコアＲを所定の位置に固定し、外周側コイル１０および内周側コイル２０を移動可能な構成とすることも可能である。

前述のように、下側治具３０の磁束遮蔽板３１、および上側治具４０の磁束遮蔽板４１は、それぞれ、誘導加熱によって加熱され難い素材から成る。
しかしながら、加熱装置１を繰り返し用いて、複数のロータコアＲを加熱していくと、磁束遮蔽板３１および磁束遮蔽板４１の少なくとも一方が、ロータコアＲに悪影響を与える程度の温度となるおそれがある。
そのため、磁束遮蔽板３１および磁束遮蔽板４１の少なくとも一方に、その昇温を抑制する昇温抑制手段を設けることが好ましい。

以下では、図９を用いて、昇温抑制手段の第一実施形態である磁束遮蔽板１０１について説明する。
なお、外周側コイル１０の下端が、ロータコアＲの下端面の位置と同じ、またはそれよりも若干上方に位置する場合について説明する。

図９に示すように、磁束遮蔽板１０１は、３つの脚部１０２・１０２・１０２と共に、昇温抑制治具１００を構成する。昇温抑制治具１００は、外周側コイル１０および内周側コイル２０の磁束を遮蔽するための治具であり、上側治具４０と略同様に構成されている。

磁束遮蔽板１０１は、上側治具４０の磁束遮蔽板４１と略同様に構成されている。磁束遮蔽板１０１は、その下端面と、磁束遮蔽板４１の上端面とが所定の距離離間するように、磁束遮蔽板４１の上方に配置されている。磁束遮蔽板１０１は、脚部１０２・１０２・１０２によって磁束遮蔽板４１との距離が一定に保たれている。
脚部１０２は、磁束遮蔽板１０１の下端面から下方に突出し、円柱状に形成されている。
３つの脚部１０２・１０２・１０２は、磁束遮蔽板１０１の下端面において、互いに周方向に等間隔で配置されている。３つの脚部１０２・１０２・１０２は、それらの下端部が磁束遮蔽板４１の上端面に当接することによって、磁束遮蔽板１０１と磁束遮蔽板４１との距離を一定に保っている。

このように、上側治具４０の上側には、昇温抑制治具１００が設けられている。そのため、昇温抑制治具１００の磁束遮蔽板１０１により、上側治具４０の磁束遮蔽板４１の上端面に、外周側コイル１０および内周側コイル２０の磁束が及ぶことを抑制できる。つまり、昇温抑制手段としての磁束遮蔽板１０１を、磁束遮蔽板４１の上方に設けることにより、それを設けない場合（図６参照）と比較して、磁束遮蔽板４１における、外周側コイル１０および内周側コイル２０の磁束に曝される部分を少なくすることができる。その結果、加熱装置１を繰り返し用いて、複数のロータコアＲを加熱した場合でも、磁束遮蔽板４１がロータコアＲに悪影響を与える程度の温度となることを防止できる。

なお、前述のように、磁束遮蔽板１０１の下端面、および磁束遮蔽板４１の上端面は、互いに所定の距離離間している。
ここで、磁束遮蔽板１０１と磁束遮蔽板４１との間の「所定の距離」とは、加熱装置１を繰り返し用いて、複数のロータコアＲを加熱した場合でも、磁束遮蔽板４１がロータコアＲに悪影響を与える程度の温度とならない距離である。

また、昇温抑制治具１００においては、脚部１０２・１０２・１０２によって、磁束遮蔽板１０１と磁束遮蔽板４１との適切な距離を保っているが、例えば、脚部１０２・１０２・１０２を設けずに、ロボットアームにより磁束遮蔽板１０１を適切な位置に移動する構成とすることも可能である。

なお、上記のように、外周側コイル１０の下端が、ロータコアＲの下端面の位置と同じ、またはそれよりも若干上方に位置する場合には、下側治具３０の磁束遮蔽板３１が外周側コイル１０の磁束に殆ど曝されることはないため、上側治具４０の磁束遮蔽板４１の上方にのみ磁束遮蔽板１０１を設けている。
しかしながら、外周側コイル１０の上端がロータコアＲの上端面よりも上方に位置し、かつ、外周側コイル１０の下端がロータコアＲの下端面よりも下方に位置する場合（図８参照）には、下側治具３０の磁束遮蔽板３１における、外周側コイル１０の磁束に曝される部分が多くなる。斯かる場合には、磁束遮蔽板１０１に加えて、下側治具３０の磁束遮蔽板３１の下方に、磁束遮蔽板１０１と同様に構成された磁束遮蔽板を設ければよい。これにより、加熱装置１を繰り返し用いて、複数のロータコアＲを加熱した場合でも、下側治具３０の磁束遮蔽板３１がロータコアＲに悪影響を与える程度の温度となることを防止できる。

以下では、図１０を用いて、昇温抑制手段の第二実施形態である複数の冷却フィン２１０・２１０・・・および複数の冷却フィン２２０・２２０・・・について説明する。

図１０に示すように、複数の冷却フィン２１０・２１０・・・は、下側治具３０の磁束遮蔽板３１の下端面に、下方に突出するように形成されている。複数の冷却フィン２１０・２１０・・・は、それぞれ、熱伝導率の大きい素材から成り、板状または棒状などに形成されている。複数の冷却フィン２１０・２１０・・・は、磁束遮蔽板３１の表面積を増加させて放熱を促進するために設けられている。つまり、複数の冷却フィン２１０・２１０・・・は、ヒートシンクとして機能する。
複数の冷却フィン２２０・２２０・・・は、上側治具４０の磁束遮蔽板４１の上端面に、上方に突出するように形成されている。複数の冷却フィン２２０・２２０・・・は、複数の冷却フィン２１０・２１０・・・と略同様に構成されている。

このような構成により、加熱装置１によるロータコアＲの加熱中、下側治具３０の磁束遮蔽板３１は、複数の冷却フィン２１０・２１０・・・によって放熱が促進され、上側治具４０の磁束遮蔽板４１は、複数の冷却フィン２２０・２２０・・・によって放熱が促進されることとなる。
したがって、加熱装置１を繰り返し用いて、複数のロータコアＲを加熱した場合でも、磁束遮蔽板３１および磁束遮蔽板４１がロータコアＲに悪影響を与える程度の温度となることを防止できる。
なお、磁束遮蔽板３１および磁束遮蔽板４１の双方に冷却フィンを設ける必要はなく、外周側コイル１０および内周側コイル２０と、ロータコアＲとの位置関係に応じて、磁束遮蔽板３１および磁束遮蔽板４１の少なくとも一方に設ければよい。

以下では、図１１を用いて、昇温抑制手段の第三実施形態である冷却配管３１０および冷却配管３２０について説明する。

図１１に示すように、冷却配管３１０は、下側治具３０の磁束遮蔽板３１の内部を巡るように延出している。冷却配管３１０は、筒状に形成され、その内部を冷媒（例えば、水）が流動するように構成されている。冷却配管３１０は、熱伝導率の大きい素材から成る。
冷却配管３２０は、上側治具４０の磁束遮蔽板４１の内部を巡るように延出している。冷却配管３２０は、冷却配管３１０と略同様に構成されている。

このような構成により、加熱装置１によるロータコアＲの加熱中、下側治具３０の磁束遮蔽板３１は、冷却配管３１０内を流動する冷媒によって冷却され、上側治具４０の磁束遮蔽板４１は、冷却配管３２０内を流動する冷媒によって冷却されることとなる。
したがって、加熱装置１を繰り返し用いて、複数のロータコアＲを加熱した場合でも、磁束遮蔽板３１および磁束遮蔽板４１がロータコアＲに悪影響を与える程度の温度となることを防止できる。
なお、磁束遮蔽板３１および磁束遮蔽板４１の双方に冷却配管を設ける必要はなく、外周側コイル１０および内周側コイル２０と、ロータコアＲとの位置関係に応じて、磁束遮蔽板３１および磁束遮蔽板４１の少なくとも一方に設ければよい。

以上のように、昇温抑制手段について説明したが、昇温抑制手段を用いる代わりに、以下のように磁束遮蔽板３１および磁束遮蔽板４１の少なくとも一方の昇温を抑制することも可能である。
即ち、加熱装置１によるロータコアＲの加熱後、磁束遮蔽板３１および磁束遮蔽板４１の少なくとも一方を加熱装置１から取り外し、風または水などによって冷却する。そして、冷却したものを加熱装置１に取り付け、次のロータコアＲの加熱を行う。
これにより、加熱装置１を繰り返し用いて、複数のロータコアＲを加熱した場合でも、磁束遮蔽板３１および磁束遮蔽板４１がロータコアＲに悪影響を与える程度の温度となることを防止できる。

また、ロータコアＲのサイズ（上下寸法および外径）に応じて、外周側コイル１０および内周側コイル２０における電流が流れる範囲を変更可能な構成とすることも可能である。
これにより、磁束遮蔽板３１および磁束遮蔽板４１における、外周側コイル１０および内周側コイル２０の磁束に曝される部分を低減できる。その結果、加熱装置１を繰り返し用いて、複数のロータコアＲを加熱した場合でも、磁束遮蔽板３１および磁束遮蔽板４１がロータコアＲに悪影響を与える程度の温度となることを防止できる。

１ 加熱装置
１０ 外周側コイル
２０ 内周側コイル
３０ 下側治具
３１ 磁束遮蔽板（磁束遮蔽部材）
３２ 脚部
４０ 上側治具
４１ 磁束遮蔽板（磁束遮蔽部材）
４２ 脚部
５０ 支持部材
１００ 昇温抑制治具
１０１ 磁束遮蔽板（昇温抑制手段）
２１０ 冷却フィン（昇温抑制手段）
２２０ 冷却フィン（昇温抑制手段）
３１０ 冷却配管（昇温抑制手段）
３２０ 冷却配管（昇温抑制手段）
Ｒ ロータコア
Ｒａ シャフト孔

Claims (10)

1. 複数の円状鋼板を積層して成り、その中央に、前記鋼板の積層方向に沿って、シャフトが挿通されるシャフト孔が形成される円筒状のロータコア、に対して誘導加熱を行う加熱方法であって、
   誘導加熱に用いられる、外周側コイルおよび内周側コイルを用意する工程と、
   前記外周側コイルの磁束、および前記内周側コイルの磁束を遮蔽する磁束遮蔽部材を用意する工程と、
   前記外周側コイルを、その内周が前記ロータコアの外周面に対向するように配置すると共に、前記内周側コイルを、その外周が前記ロータコアの内周面に対向するように前記シャフト孔内に配置する工程と、
   前記ロータコアにおける、前記鋼板の積層方向の少なくとも一方側に、前記ロータコアと所定の距離を空けて、前記磁束遮蔽部材を配置する工程と、を含み、
   前記磁束遮蔽部材は、前記ロータコアにおける、前記鋼板の積層方向の端面に当接する複数の脚部を有する、
   ことを特徴とする加熱方法。
2. 複数の円状鋼板を積層して成り、その中央に、前記鋼板の積層方向に沿って、シャフトが挿通されるシャフト孔が形成される円筒状のロータコア、に対して誘導加熱を行う加熱方法であって、
   誘導加熱に用いられる、外周側コイルおよび内周側コイルを用意する工程と、
   前記外周側コイルの磁束、および前記内周側コイルの磁束を遮蔽する磁束遮蔽部材を用意する工程と、
   前記外周側コイルを、その内周が前記ロータコアの外周面に対向するように配置すると共に、前記内周側コイルを、その外周が前記ロータコアの内周面に対向するように前記シャフト孔内に配置する工程と、
   前記ロータコアにおける、前記鋼板の積層方向の少なくとも一方側に、前記ロータコアと所定の距離を空けて、前記磁束遮蔽部材を配置する工程と、を含み、
   前記外周側コイルの軸方向における一端部は、前記ロータコアにおける、前記一端部側の端面近傍であって、当該端面から突出しないような位置に配置され、
   前記外周側コイルの軸方向における他端部は、前記ロータコアにおける、前記他端部側の端面から突出するように配置され、
   前記磁束遮蔽部材は、前記ロータコアにおける前記他端部側に配置される、
   ことを特徴とする加熱方法。
3. 前記内周側コイルの軸方向における両端部は、前記ロータコアにおける、前記鋼板の積 層方向の両端面から突出するように配置される、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加熱方法。
4. 前記磁束遮蔽部材の昇温を抑制する昇温抑制手段を、少なくとも一つの前記磁束遮蔽部材に設ける工程を更に具備する、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の加熱方法。
5. 前記昇温抑制手段は、前記磁束遮蔽部材の表面から突出する複数の冷却フィンである、
   ことを特徴とする請求項４に記載の加熱方法。
6. 前記昇温抑制手段は、内部を冷媒が流動する冷却配管であり、前記磁束遮蔽部材の内部を巡るように延出する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の加熱方法。
7. 複数の円状鋼板を積層して成り、その中央に、前記鋼板の積層方向に沿って、シャフトが挿通されるシャフト孔が形成される円筒状のロータコア、に対して誘導加熱を行う加熱方法であって、
   誘導加熱に用いられる、外周側コイルおよび内周側コイルを用意する工程と、
   前記外周側コイルの磁束、および前記内周側コイルの磁束を遮蔽する磁束遮蔽部材を用意する工程と、
   前記外周側コイルを、その内周が前記ロータコアの外周面に対向するように配置すると共に、前記内周側コイルを、その外周が前記ロータコアの内周面に対向するように前記シャフト孔内に配置する工程と、
   前記ロータコアにおける、前記鋼板の積層方向の少なくとも一方側に、前記ロータコアと所定の距離を空けて、前記磁束遮蔽部材を配置する工程と、を含み、
   前記磁束遮蔽部材の昇温を抑制する昇温抑制手段を、少なくとも一つの前記磁束遮蔽部材に設ける工程を更に具備し、
   前記昇温抑制手段は、前記外周側コイルの磁束、および前記内周側コイルの磁束を遮蔽する部材であり、前記磁束遮蔽部材を挟んで前記ロータコアの反対側に、前記磁束遮蔽部材と所定の距離を空けて配置される、
   ことを特徴とする加熱方法。
8. 複数の円状鋼板を積層して成り、その中央に、前記鋼板の積層方向に沿って、シャフトが挿通されるシャフト孔が形成される円筒状のロータコア、に対して誘導加熱を行う加熱装置であって、
   誘導加熱に用いられる、外周側コイルおよび内周側コイルと、
   前記外周側コイルの磁束、および前記内周側コイルの磁束を遮蔽する磁束遮蔽部材と、を具備し、
   前記外周側コイルは、その内周が前記ロータコアの外周面に対向するように配置され、
   前記内周側コイルは、その外周が前記ロータコアの内周面に対向するように前記シャフト孔内に配置され、
   前記磁束遮蔽部材は、前記ロータコアにおける、前記鋼板の積層方向の少なくとも一方側に、前記ロータコアと所定の距離を空けて配置され、
   前記磁束遮蔽部材は、前記ロータコアにおける、前記鋼板の積層方向の端面に当接する複数の脚部を有する、
   ことを特徴とする加熱装置。
9. 複数の円状鋼板を積層して成り、その中央に、前記鋼板の積層方向に沿って、シャフトが挿通されるシャフト孔が形成される円筒状のロータコア、に対して誘導加熱を行う加熱装置であって、
   誘導加熱に用いられる、外周側コイルおよび内周側コイルと、
   前記外周側コイルの磁束、および前記内周側コイルの磁束を遮蔽する磁束遮蔽部材と、を具備し、
   前記外周側コイルは、その内周が前記ロータコアの外周面に対向するように配置され、
   前記内周側コイルは、その外周が前記ロータコアの内周面に対向するように前記シャフト孔内に配置され、
   前記磁束遮蔽部材は、前記ロータコアにおける、前記鋼板の積層方向の少なくとも一方側に、前記ロータコアと所定の距離を空けて配置され、
   前記外周側コイルの軸方向における一端部は、前記ロータコアにおける、前記一端部側の端面近傍であって、当該端面から突出しないような位置に配置され、
   前記外周側コイルの軸方向における他端部は、前記ロータコアにおける、前記他端部側の端面から突出するように配置され、
   前記磁束遮蔽部材は、前記ロータコアにおける前記他端部側に配置される、
   ことを特徴とする加熱装置。
10. 複数の円状鋼板を積層して成り、その中央に、前記鋼板の積層方向に沿って、シャフトが挿通されるシャフト孔が形成される円筒状のロータコア、に対して誘導加熱を行う加熱装置であって、
    誘導加熱に用いられる、外周側コイルおよび内周側コイルと、
    前記外周側コイルの磁束、および前記内周側コイルの磁束を遮蔽する磁束遮蔽部材と、を具備し、
    前記外周側コイルは、その内周が前記ロータコアの外周面に対向するように配置され、
    前記内周側コイルは、その外周が前記ロータコアの内周面に対向するように前記シャフト孔内に配置され、
    前記磁束遮蔽部材は、前記ロータコアにおける、前記鋼板の積層方向の少なくとも一方側に、前記ロータコアと所定の距離を空けて配置され、
    少なくとも一つの前記磁束遮蔽部材に設けられた、前記磁束遮蔽部材の昇温を抑制する昇温抑制手段をさらに具備し、
    前記昇温抑制手段は、前記外周側コイルの磁束、および前記内周側コイルの磁束を遮蔽する部材であり、前記磁束遮蔽部材を挟んで前記ロータコアの反対側に、前記磁束遮蔽部材と所定の距離を空けて配置される、
    ことを特徴とする加熱装置。

Images